ENGLISH ABSTRACT: Ostrich meat has become increasingly popular in South Africa and abroad, driven by the health
conscious trend and ostrich meat’s natural low intramuscular fat, high polyunsaturated fatty acid
and low cholesterol content. This increased demand led to the investigation of novel packaging
regimes to improve its attractiveness and shelf-life.
Different modified atmospheric packaging regimes were studied for fresh and frozenthawed
ostrich M.iIliofibularis steaks stored at ±4°C for 10 days. Oxygen MAP (30 CO2:70 O2) was
applied with great success to fresh steaks, and resulted in significantly improved colour stability,
decreased drip loss and a 10-day shelf-life. Oxygen MAP of frozen-thawed ostrich steaks was not
successful as the colour deteriorated within 3 days, coupled with high lipid and protein oxidation.
The microbial shelf-life was not influenced by freezing and thawing. The use of nitrogen MAP (30
CO2:70 N2) as an alternative to vacuum packaging for fresh and frozen-thawed ostrich meat was
inconclusive due to trace amounts of residual oxygen in the headspace accelerating myoglobin
oxidation by depleting the metmyoglobin reducing activity.
The differences in oxidative stability of the fresh and frozen-thawed ostrich meat led to the
investigation of the source of these differences and a system that would allow control over the
freezing and thawing practice. This was supported by the industry that is under increasing pressure
to reduce the excessive (15-20%) thaw weight loss that is continually reported.
Subsequently, a mathematical prediction model based on the control volume approach was
developed that predicted the rate of freezing and thawing of intact whole vacuum-packed ostrich
muscle. The model predicted with greater accuracy than existing models, and can be used
successfully by the industry to optimally design, control and operate their systems.
Furthermore research was conducted to investigate the effect of different freezing and
thawing rates on the ice crystal formation and the quality of ostrich M. femorotibialis stored at ±4°C
post freeze/thaw. Five characteristic freezing rates (FR (time from 0°C to -7°C): 1, 2, 4, 8, 24h)
were paired with five characteristic thawing rates (TR (time form -7°C to 0°C): 1.5, 3, 6.5, 14, 21h)
in a completely randomised block design. Results showed that thawing had no impact on any of
the tested quality parameters, including thaw loss. Freezing rate however did influence the ice crystal formation and at a characteristic freezing rate of one hour (FR_1h) only intracellular ice
crystals were observed throughout the M. femorotibialis leading to the lowest thaw loss (2.57%)
and highest shear force. Freezing rate of 2h, 4h and 8h (FR_2h, FR_4h and FR_8h) were
dominated by extracellular ice crystals. FR_2h and FR_8h showed major dehydration of the
muscle fibres and excessive distortion of the muscle fibre matrix that led to significantly lower
oxidative stability. FR_24h (approximately commercial rates) formed columns of ice from the
surface to the centre of the meat resulting in the highest thaw loss (6.24%).
FR_4h was judged to deliver the best quality product with moderate thaw (3.93%) and drip
loss, low cooking loss, good colour stability and extremely low TBARS. FR_4h is an achievable
rate of freezing for the industry and if implemented should decrease the thaw loss problem as well
as increase revenue and throughput in the processing facility.
AFRIKAANSE OPSOMMING: ‘n Hedendaagse strewe na ‘n gesonde lewenstyl tesame met die natuurlike lae vetinhoud (d.i. hoë
poli-onversadigde vetsure en lae cholesterolvlak) van volstruisvleis het gelei tot ‘n toename in die
nasionale en internasionale aanvraag. Hierdie het ook die behoefte laat ontstaan om nuwe
verpakkingstegnieke te ondersoek om sodoende die aanvaarbaarheid en rakleeftyd van die produk
te verleng.
Die invloed van verskeie gewysigde atmosferiese verpakkingsmetodes (GAV) op die
kleurstabiliteit, drupverlies en rakleeftyd van vars en bevrore/ontdooide volstruisvleis (spesifiek M.
Iliofibularis), gestoor by ±4°C vir 10 dae, is ondersoek. Die suurstof GAV (30 CO2:70 O2) van vars
volstruisvleis het ‘n verbetering in kleurstabiliteit, verlaagde drupverlies en 'n verlengde mikrobiese
rakleeftyd (10 dae) tot gevolg gehad. Die suurstof GAV van bevrore-ontdooide volstruisvleis het
geen voordelige effek op kleurstabiliteit en rakleeftyd getoon nie. Die bevrore/ontdooide monsters
het totaal verkleur na 3 dae en ‘n hoë vlak van lipied- en proteïenoksidasie is waargeneem. Die
bevriesing en ontdooiing het geen invloed op rakleeftyd gehad nie.
Die moontlikheid om stikstof GAV (30 CO2:70 N2) as 'n alternatief tot vakuumverpakking vir
vars en bevrore/ontdooide volstruisvleis te gebruik, is beïnvloed deur die teenwoordigheid van
oorblywende suurstof in die lugruimte van die GAV, met ‘n gevolglike toename in die tempo van
mioglobien oksidasie as gevolg van ‘n afname in die metmioglobien reduksie aktiwiteit.
Die verskil in die oksidatiewe stabiliteit van vars en bevrore/ontdooide volstruisvleis het
gelei tot ‘n verdere ondersoek na die oorsaak van die verskille en die ontwikkeling van ‘n
moontlike protokol om die oksidatiewe stabiliteit en dus rakleeftyd van volstruisvleis, te verbeter en
bestuur. Die behoefte aan so ‘n protokol is beklemtoon deur die bedryf wat onder toenemende
druk verkeer om buitensporige ontdooiingsverliese (15-20%) te verminder. ‘n Wiskundige
voorspellingsmodel, gebaseer op die beheer-volume benadering, is ontwikkel om die tempo van
bevriesing en ontdooiing van vakuumverpakte heel volstruisspiere te voorspel. Die model het
tempo van bevriesing en ontdooiing met groter akkuraatheid as die bestaande modelle voorspel en
kan suksesvol gebruik word in die bestuur van slagpale.
Verder navorsing is onderneem om ondersoek in te stel na die effek van die tempo van
bevriesing en ontdooiing op die kwaliteit van die bevrore-ontdooide volstruisvleis tydens berging by
±4°C. Die invloed van die kombinasie van vyf bevriesingstempo’s (FR (tydsverloop 0°C tot -7°C):
1, 2, 4, 8, 24 h) met vyf ontdooiingstempo’s (OT (tydsverloop -7°C to 0°C): 1.5, 3, 6.5, 14, 21 h) is
ondersoek. Die resultate het getoon dat ontdooiingstempo geen beduidende invloed op enige van
die kwaliteit kriteria, insluitend ontdooiingsverlies, gehad het nie. Bevriesingtempo het egter ‘n
groot rol ten opsigte van yskristalvorming gespeel. Teen ‘n kenmerkende bevriesingstempo van
een uur (FR_1h) was slegs intrasellulêre yskristalle waargeneem dwarsdeur die M. femorotibialis
wat gelei het tot die laagste ontdooiingsverlies (2.57 %). Die ander bevriesingstempo’s, d.i. FR_2h,
FR_4h en FR_8h, het gelei tot die vorming van meestal ekstrasellulêre yskristalle. Bevriesingstempo’s van FR_2h en FR_8h het beduidende dehidrasie van die spiervesels en
vervorming van die spiervesel matriks tot gevolg gehad, wat tot verhoogde oksidasie gelei het. ‘n
Bevriesingstempo van FR_24h (d.i. kommersieële tempo), het gelei tot die vorming van
yskolomme van die oppervlak na die middelpunt van die spier, wat gevolglik die grootste
ontdooiingsverlies (6.24%) tot gevolg gehad het.
‘n Bevriesingstempo van vier ure (FR_4h) is bestempel as die mees geskikte bevriesings
tempo as gevolg van ‘n matige ontdooiingsverlies (3.93%), drupverlies, lae kookverlies, goeie kleur
stabiliteit en uiters lae lipiedoksidasie te verseker. Die FR_4h bevriesingstempo is haalbare in die
bedryf. Indien dit geïmplementeer word, sal dit waarskynlik die deurset van die slagpalesiklus
asook die kostedoeltreffendheid van die volstruisbedryf vebeter, deur die vermindering van
ontdooiingsverlies en verbetering van die algehele kwalitiet van die vleis.
